基于代理模型的制导子弹气动外形优化设计

目的 针对传统气动外形优化设计依赖于高精度仿真耗时过长的问题，为有效提高气动优化设计的效率，提出一种基于代理模型的气动外形优化方法。方法 以12.7 mm制导子弹为研究对象，通过CFD仿真，分析尾翼收缩段长度、弹底半径和尾翼收缩扩张段交界处半径对制导子弹飞行过程中阻力系数的影响。基于代理模型技术，综合运用试验设计、参数化建模、CFD技术和四阶响应面模型，构建制导子弹气动外形优化设计代理模型，以制导子弹飞行过程中的最小阻力系数为优化目标，结合遗传算法对制导子弹外形参数进行优化。结果 对比四阶多项式响应面和Kriging模型建立的代理模型预测精度，与测试样本点CFD仿真计算结果相比，四阶响应面代理模型阻力系数预测值的平均误差为0.386%。表明四阶响应面代理模型能够有效替代CFD仿真，可用于预测不同外形参数下制导子弹的阻力系数。结论 相对于最初的制导子弹外形，制导子弹的阻力系数下降了14.59%，有效减少子弹飞行过程中的能量损失和缩短了优化时长。该方法在保证精度的前提下，减少了制导子弹的设计周期，为相关工程应用与研究提供了一定的参考。     

卧式新建导管架张紧式外加电流阴极保护系统安装方案研究

目的 填补卧式新建导管架平台施工技术的空白,同时解决张紧式ICCP系统在卧式新建导管架平台的工程应用问题。方法 以张紧式ICCP系统在某卧式新建导管架的首次工程应用为背景,对张紧式ICCP复合缆-电极系统在该导管架上的陆上安装、导管架运输、海上安装等环节开展方案研究,设计出适用于卧式新建导管架张紧式ICCP系统的安装方案。结果 为了保证卧式建造导管架张紧式ICCP系统的可靠安装,设计采用滑索牵引方法,并对复合缆-电极系统海上安装期的自存工况进行校核,可保障张紧式ICCP复合缆-电极系统的安全和顺利安装。结论 该套张紧式ICCP安装方案不仅实现了张紧式ICCP在卧式新建导管架的首次工程应用,也为后续新建导管架张紧式ICCP系统的设计与安装提供了参考。     

旋转尾翼火箭测试平台平衡滚速分析与弹道设计

目的分析旋转尾翼对火箭测试平台平衡滚速的影响,基于旋转尾翼式火箭测试平台开展飞行弹道设计。方法以旋转尾翼火箭测试平台为例,分析旋转尾翼、箭体和滚动轴承间的受力,建立旋转尾翼火箭测试平台箭体和尾翼滚转通道动力学模型,分析旋转尾翼不对称性、不同摩擦力系数时旋转尾翼对平台箭体平衡滚速的影响关系,并以倾斜有轨发射旋转尾翼火箭测试平台为例,开展弹道设计与仿真。结果采用旋转尾翼设计,当滚转等效舵偏较大时,能够降低固定尾翼平台平衡滚转。随着滚转等效舵偏的增加,箭体的平衡滚速不会持续增加,箭体的平衡滚转速度将稳定在4.4 rad/s左右。旋转尾翼轴承摩擦力系数显著影响旋转尾翼对箭体平衡滚速的抑制作用。经过弹道设计仿真,箭体的平衡滚速为4.01rad/s,满足试验载荷对转速的需求。结论旋转尾翼能够有效抑制箭体的平衡滚速,基准弹道设计满足飞行试验要求。     

零秒脱落连接器可靠性设计及指标验证

目的 实现零秒脱落连接器高可靠的要求。方法 在产品设计中系统地开展可靠性设计与分析工作,进行设计方案优选以及设计方案优化,提高连接器的固有可靠性水平。通过分析确定连接器的薄弱环节及其可靠性特征量,并据此制定可靠性试验方案,验证连接器可靠性水平。结果 通过对可靠性试验数据进行评估,在规定的试验条件下,零秒脱落连接器发射任务可靠度的单侧置信下限值满足规定的可靠性指标要求。结论 通过将可靠性设计与分析工作融入产品工程设计过程中,在设计阶段有效地确保了连接器固有可靠性的实现。可靠性试验方案合理、可行,有效地降低了样本数量及试验成本。为相似产品的可靠性设计验证工作积累了工程经验。     

基于重要抽样法的耐压球壳可靠性计算方法研究

目的 解决耐压球壳极小失效概率的可靠性计算问题。方法 在自适应Kriging的基础上,结合重要抽样法提出耐压球壳可靠性计算方法。该方法在较大失效概率下构建的Kriging模型基础上获得重要方向,在重要方向上计算得到较低失效概率下的设计点,以设计点为中心,构建小失效概率的Kriging模型,并通过此模型采用重要抽样法开展可靠性计算。结果 分别使用提出的重要抽样法和蒙特卡洛法计算了2个算例的失效概率,计算结果表明,该方法具有较高的精度和效率。使用该方法对某耐压球壳工作载荷下的失效概率进行了计算,计算得到该球壳失效概率为4.094×10^–96。结论 研究结果可为无失效方程下极低失效概率的可靠性计算问题提供参考。     

某型导弹尾翼弹簧贮存寿命评估

应力松弛是弹簧的主要失效形式之一,温度对其影响明显。利用温度加速试验方法,对某尾翼弹簧的贮存寿命进行了研究。设计并制造了弹簧的应力松弛试验装置,利用该装置对弹簧设计了4个试验温度点,并以弹簧应力损失率下降10％为失效指标,根据阿伦尼乌斯方程对弹簧进行了贮存寿命预测,评估了该弹簧在室温条件下的贮存寿命。     

某型导弹尾翼弹簧贮存寿命评估

应力松弛是弹簧的主要失效形式之一,温度对其影响明显。利用温度加速试验方法,对某尾翼弹簧的贮存寿命进行了研究。设计并制造了弹簧的应力松弛试验装置,利用该装置对弹簧设计了4个试验温度点,并以弹簧应力损失率下降10%为失效指标,根据阿伦尼乌斯方程对弹簧进行了贮存寿命预测,评估了该弹簧在室温条件下的贮存寿命。     

大口径火炮身管寿命提升技术探讨

介绍了关于身管寿命研究的国内外发展现状、趋势和差距,论述了身管寿命的定义与评定标准。基于一般身管寿命预测方法,从发射装药、身管材料、身管发射负载、身管内膛表面强化等方面,分析了身管寿命的影响因素,确定了热作用、化学作用、机械作用、膛压作用的影响因素,提出了包括身管内膛镀铬技术在内的身管寿命提升需要解决的问题和关键技术,以及初步技术措施,并详细论述了身管内膛镀铬技术方案与技术途径,提出了达到世界先进水平的身管寿命提升技术发展目标,指出了身管寿命提升技术的发展趋势等,为今后身管寿命提升技术研究提供技术参考。     

国内外机载电子设备液体冷却系统分析

首先分析了国内外机载电子设备液冷系统的工作原理,即冷却液在液体泵的作用下,进入电子设备冷板,带走电子设备的热量,再通过热交换器进行降温处理,热量传递到空气或燃油中,降温后的冷却液流向液体泵,进行下一次的冷却循环。其次分析了某些机载电子设备因安装位置不适用液冷系统,则采用强迫通风为其进行冷却,但热量最终经过空气还是传递至液冷系统中。最后对未来飞机的液体冷却技术进行了展望,液冷系统未来的发展趋势一定是有区域故障隔离能力,且冷却液的流量是随着热载荷而动态变化的,其代偿损失也较小。     

贮存老化对某弹药射程的影响研究

目的 研究长期贮存老化对某弹药射程的影响,确定其有效增程射角范围。方法 对130 mm某弹药在不同贮存老化时间下的射程进行数值仿真分析,揭示其射程和有效增程射角范围随贮存时间的变化规律。结合射程与贮存老化时间和射角之间的函数关系,提出以剩余推力比为表征参数的射程变化模型。结果 在相同贮存老化时间下,随着射角的增大,该弹药的射程呈现出先增大、后减小的趋势。相同射角下,射程随贮存老化时间呈线性下降趋势,有效增程射角范围逐渐减小。使用三次多项式拟合有效增程比与射角之间的函数关系,拟合方程的相关系数超过了0.997 0。该弹药射程变化模型的拟合结果与仿真计算结果的相关系数大于0.998 5,表明其可以准确描述该弹药的射程变化规律。结论 贮存老化会显著影响某弹药的射程和有效增程射角范围,在实际贮存和使用过程中,不能忽略其贮存老化因素。     

汽车左/右后轮罩冲压工艺及翻边、斜楔翻边模具设计

根据制件的特点 ,分析了其冲压成形的工艺难点 ,制定了合理的工艺 ,简化了模具设计和制造 ,并画出了制件的综合工序图 ,分析了各工序内容和工艺特点 ,说明了各工序模具设计的关键问题。同时以第 5道工序为例 ,重点分析了斜楔翻边、翻边模的结构、工作原理及设计要点     

地下水曝气修复过程的三维数值模拟

地下水曝气法是去除挥发性有机污染物的重要原位修复方法之一,目前已得到广泛应用,但其现场设计主要依据经验,缺乏系统的设计标准.为深入了解曝气去除污染物过程,并为现场设计提供重要参考依据,针对地下水曝气过程开展了数值模拟研究.水气两相渗流数值模型以水压力和气压力作为基本未知量,利用达西定律和质量守恒原理可以建立水气两相渗流过程的控制方程.利用Van Genuchten(VG)模型及Mualem公式,建立渗透系数-饱和度-基质吸力(K-S-P)三者之间的关系.污染物的去除过程则是在水气两相渗流的基础上,引入污染物的溶质运移、相间交换及生物降解模型.采用开发的有限元数值模型,对地下水曝气过程及污染物去除过程进行三维数值模拟,并将三维数值模拟的结果与二维数值模拟的结果进行对比.结果表明,三维模型的曝气影响区域偏小,在曝气口附近,水有效饱和度最小;在曝气口上方,水饱和度先增大后减小.考虑气体所受的浮力作用或不考虑气体可压缩性均会使计算得到的曝气影响区域偏小.污染物去除边界与曝气影响区域的边界基本一致,在曝气区域内,溶质交换过程大大促进了污染物的去除速率;在曝气区域外,污染物的去除主要通过生物降解作用,去除较慢.结果表明实际工程地下水曝气修复系统设计时,应使得曝气影响区域覆盖污染区域以得到较好的修复效果.研究结果表明,两相渗流模型结合污染物迁移转化模型的三维有限元数值模拟可以较好地模拟地下水曝气法去除污染物的全过程,对地下水曝气的设计、应用与效果评价具有重要指导意义.     

基于遗传算法的综合热能管理系统代偿优化

在SIMULINK平台下搭建了飞机综合热能管理系统仿真模型,并利用遗传算法对其可控参数如发动机引气的阀门开度、冲压空气进口面积和液体环路的流量等进行在不同飞行状态下的寻优,使得飞机在满足温度等要求的情况下起飞总重的代偿较小。结果表明,利用智能算法可以实现这种复杂系统的参数优化,从而提高飞机燃油经济性。     

平行流送风对侧吸排风罩烟气捕集效率的提升

在实际工程中,由于排风罩直接与除尘系统相连接,排风罩的大小及流量一经确定后不易更改,且当实际排风量相比设计排风量小很多时,采用传统的设计方法很难得到最优设计参数。因此,如何在排风罩形式及流量确定的情况下合理设计送风口的大小及流量具有很强的现实意义。采用数值模拟的方法,对比研究了不同形式的侧吸排风罩对高温烟气的捕集情况,在此基础上增加送风口,在保证排风流量不变的情况下,对比了不同送风流量对烟气控制效果的影响特性。此外,研究了不同送风末端装置下污染物的捕集效果。结果显示:1）相较于一般侧吸排风罩,采用移动式侧吸排风罩和旋转开闭侧吸排风罩可在一定程度上提高高温烟气的捕集效率,捕集效率最大可提高53%。2）对于通风系统的排风流量确定的情况下,应保证送风气流能将污染物有效输送至排风口处,调整送排风流量比,确定排风量受限情况下最佳送排风流量比,实现烟气捕集效率的提升。3）增设平行流送风装置可最大程度提高送风气流均匀度,从而提高排风罩的烟气捕集效率。研究结论可对实际吹吸式通风装置的改造及设计提供参考。     

离心机风阻功率及启动过程分析

目的研究离心机的风阻功率和启动过程。方法针对圆柱形机室内运行的离心机,分析机室内空气承受的悬臂力矩和摩擦力矩,基于动量矩定理和流场的线性分布假设推导随流比方程,给出随流比的显式表达式,继而导出离心机风阻功率的计算公式。结果针对恒扭矩启动条件,得到了离心机角速度和风阻功率随时间变化的函数关系;基于能量守恒原理,得到了机室内的空气温升。结论基于离心机的设计参数,给出了角速度和风阻功率的时间变化曲线。通过该项目的研究,为离心机的工程设计提供了理论依据。     

基于QUAL-Ⅱ模型的地热尾水溶质污染数值模拟

在东营地区广利河某段开展了地热尾水溶质弥散试验,获得监测断面的相关数值,采用河流水质综合模型(QUAL-Ⅱ)对尾水在河流中的弥散过程进行数值模拟和预测。求取弥散参数D为12 m2/s,模拟结果显示:单一点地热尾水排往河流中,对河流水质贡献不大,除排放口有影响外,尾水对整个河流的生态环境没有大的污染和破坏;预测多个尾水排放源排往同一河流时,尾水溶质的累积作用是明显的,相对影响较大区域在排放源0～40 m范围,距排放源大于200 m时,尾水的排入对河流水质影响已较轻微。建议在地热尾水排放点分散布设,降低尾水对河流水质的影响。     

新型填充式空气净化器净化甲醛效果与计算模拟

针对室内空气低浓度甲醛污染,设计填充附着纳米二氧化钛玻璃珠(3 mm)空气净化器,并在密闭房间内对其净化效果进行实验分析.结果表明,甲醛仞始浓度为0.727～1.815 mg/m3时,甲醛减少87.0%～93.8%,并建立了该空气净化器的反应速率方程.通过计算模拟,证实了净化器单个装置空气分布的均匀性.此外,还根据质量平衡建立了有甲醛持续释放污染房间内应用空气净化器后,甲醛浓度变化的数学模型,并通过实验验证了模拟结果的正确性.结果表明,间歇性应用此空气净化器可维持室内甲醛浓度低于国家空气质量标准0.1 mg/m3.     

汞在鲤鱼组织中的蓄积、排出与血流速度的关系

本试验在10±1℃、不喂食条件下测定鲤鱼在30天受汞毒期间鳃、脑和肝胰脏蓄积汞和尾鳍微血管血流速度及30天解毒期间排出汞和血流速度的变化。试验结果:受毒期间鳃中汞的蓄积量最多,解毒期间鳃中汞的排出速度最快;受毒期间血流速度随受毒时间的延长而减慢,又随试验浓度的增高而减慢,解毒期间血流速度随解毒时间的延长而加快;受毒期间高浓度试验组鱼鳃、脑和肝胰脏中汞的蓄积量与血流速度呈负相关,解毒期间鱼鳃中汞的排出量与血流速度呈正相关,汞的浓度与血流速度呈负相关。     

Forming a tough shell via an intracellular matrix and cellular junctions in the tail epidermis of <Emphasis Type="Italic">Oikopleura dioica</Emphasis> (Chordata: Tunicata: Appendicularia)

A postanal tail is a major synapomorphy of the phylum Chordata, which is composed of three subphyla: Vertebrata, Cephalochordata, and Tunicata (Urochordata). Among tunicates, appendicularians are the only group that retains the tail in the adult, and the adult tail functions in locomotion and feeding in combination with a cellulose-based house structure. Given the phylogenetic position of tunicates, the appendicularian adult tail may possess ancestral features of the chordate tail. We assess the ultrastructural development of the tail epidermis of the appendicularian Oikopleura dioica. The epidermis of the larval tail is enclosed by the larval envelope, which is a thin sheet similar to the outer tunic layer of ascidian larvae. The epidermis of the adult tail seems to bear no tunic-like cellulosic integuments, and the tail fin is a simple folding of the epidermis. Every epidermal cell, except for the triangular cells at the edge of the tail fin, has a conspicuous matrix layer of fibrous content in the apical cytoplasm without enclosing membranes. The epidermis of the larval tail does not have a fibrous matrix layer, suggesting the production of the layer during larval development and metamorphosis. Zonulae adhaerentes firmly bind the epidermal cells of the adult tail to one another, and the dense microfilaments lining the cell borders constitute a mechanical support for the cell membranes. The intracellular matrix, cell junctions, and cytoskeletons probably make the tail epidermis a tough, flexible shell supporting the active beating of the oikopleuran adult tail.